[实用新型]超声光栅仪

说明书

技术领域

本实用新型属于教学实验仪器技术领域，尤其涉及一种可以测定声波在液体中的传播速度的实验仪器。

背景技术

在物理实验教学中会涉及到声速的测量，液体中声速的测量常采用超声光栅仪进行测量。超声光栅仪可以通过声光效应测定液体中的声速，其原理是光波在介质中传播时被超声波衍射，利用测量衍射条纹的间隔实现测量声音在液体中的速度。

专利号为02260193.7、发明名称为超声光栅声速仪的中国实用新型专利公开了一种超声光栅声速仪，其包括由光学玻璃制作的透明液槽，液槽上设有一塑料盖板，盖板上设置信号输入端，在液槽内插设有一金属铝板，金属铝板上固定有一锆钛酸铅陶瓷共振片，共振片置于液槽内并与信号输入端电连接，该仪器用于测定超声波在液体中的传播速度。由于压电陶瓷片是放置于液槽中的，若长久放置液槽内的液体会腐蚀压电陶瓷片，因此实验完毕后通常要将压电陶瓷片从液槽中取出，分开放置，当进行实验时再将压电陶瓷片重新放入液槽中，在放置时若操作不当易使压电陶瓷片不能和液槽壁面平行放置，而导致超声光栅性能下降。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种结构简单、设计合理、性能好的超声光栅仪。

为了实现上述目的，本实用新型采取如下的技术解决方案：

一种超声光栅仪，包括：超声信号源、与超声信号源连接的信号输入接口、液体槽、盖板、金属铝板、安装在金属铝板上的压电陶瓷片、连接压电陶瓷片和信号输入接口的导线；该液体槽由一侧面为敞开的玻璃池和金属铝板构成，金属铝板通过限位安装部设置于玻璃池的敞开面处、与玻璃池共同组成一顶部开口的槽体，压电陶瓷片设置于金属铝板内壁上，且平行于与其相对的玻璃池侧壁，盖板设置于所述玻璃池顶部。

本实用新型的信号输入接口设置于所述金属铝板上。

本实用新型的限位安装部为设置于所述玻璃池底壁上的用于安装所述金属铝板的安装凹槽。

在本实用新型的玻璃池的与所述金属铝板相对的侧壁上部设置有用于固定所述玻璃盖板的盖板插槽，所述玻璃盖板的端部可插设于所述盖板插槽中。

由以上可知，本实用新型将安装有压电陶瓷片的金属铝板作为玻璃池的一个侧壁，金属铝板与玻璃池的其它池壁共同组成一个池体，设置于玻璃池底壁或侧壁上的限位安装部对金属铝板的限位作用保证了设置于金属铝板上压电陶瓷片位置的稳定性，从而可以提高超声光栅的性能。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为图1的左视图；

图3为图1的俯视图。

以下结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细地说明。

具体实施方式

用超声光栅仪测量液体中声音的速度时，一般采用压电陶瓷片作为振动媒介，压电陶瓷片在高频信号源所产生的交变电场的作用下可发生周期性的压缩和伸长振动，在液体中形成超声波。当超声波在液体中传播时，声压使液体分子做周期性变化，液体的局部就会产生周期性的膨胀与压缩，使得液体的密度在波的传播方向上形成周期性分布，促使液体的折射率也相应的做周期性的变化，从而形成疏密波。此时若有平行光沿垂直于超声波传播方向通过液体时，平行光就会被衍射。通过测量衍射光谱的条纹间距，根据公式就可计算出声波在液体中传播的速度。

如图1、图2及图3所示，本实用新型的超声光栅仪包括超声信号源（未图示）、玻璃池1、玻璃盖板2、金属铝板3、压电陶瓷片4、信号输入接口5、导线6。

本实用新型的液体槽为由光学玻璃制成的上端开口的玻璃池1，玻璃池1的一侧面为敞开，在玻璃池1底壁上加工有一安装凹槽a，该安装凹槽a用于安装金属铝板3，金属铝板3通过安装凹槽a安装于玻璃池1敞开的侧面位置，其与玻璃池1的其它池壁共同形成一可盛装液体的槽体。类似安装凹槽a结构的卡槽不仅可以固定金属铝板3，同时对金属铝板3的放置起限位作用。起限位安装作用的卡槽不仅可以设置在玻璃池底壁上，也可以平行于玻璃池侧壁对应设置在金属铝板3两侧的玻璃池侧壁上。玻璃盖板2设置在玻璃池1顶部，可封闭玻璃池1顶部的开口，用于防止杂质进入液体中而导致透光性下降，而且还可以在实验过程中防止液体洒出而污染实验台。在金属铝板3与玻璃池1接触的地方可以设置密封条。